Иновација, популаризација и примена на технологијата за производство на водородна енергија -- студија на случај на Ally Hi-Tech
Оригинален линк:https://mp.weixin.qq.com/s/--dP1UU_LS4zg3ELdHr-Sw
Забелешка на уредникот: Ова е статија првично објавена од официјалната сметка на Wechat: China Thinktank
На 23 март, Националната комисија за развој и реформи и Националната администрација за енергија на Кина заеднички го објавија среднорочниот и долгорочниот план за развој на индустријата за водородна енергија (2021-2035) (во понатамошниот текст: планот), во кој се дефинира енергетскиот атрибут на водородот и се предлага водородната енергија да биде составен дел од идниот национален енергетски систем и клучна насока на стратешките нови индустрии. Возилата на горивни ќелии се водечка област на примена на водородната енергија и пробив во индустрискиот развој во Кина.
Во 2021 година, поттикната од националната политика за демонстрација и примена на возила на горивни ќелии, петте урбани агломерации Пекинг, Тјенџин, Хебеј, Шангај, Гуангдонг, Хебеј и Хенан беа последователно лансирани, започна да се лансира голема демонстрација и примена на 10000 возила на горивни ќелии, а развојот на индустријата за водородна енергија, поттикната од демонстрација и примена на возила на горивни ќелии, беше ставен во пракса.
Во исто време, постигнати се и пробиви во примената и истражувањето на водородната енергија во области кои не се транспортни, како што се челикот, хемиската индустрија и градежништвото. Во иднина, диверзифицираните и повеќеслојни сценарија за примена на водородната енергија ќе донесат голема побарувачка за водород. Според предвидувањата на Кинеската алијанса за водородна енергија, до 2030 година, побарувачката на Кина за водород ќе достигне 35 милиони тони, а водородната енергија ќе сочинува најмалку 5% од кинескиот терминален енергетски систем; до 2050 година, побарувачката за водород ќе биде близу 60 милиони тони, водородната енергија сочинува повеќе од 10% од кинескиот терминален енергетски систем, а годишната вредност на производството на индустрискиот синџир ќе достигне 12 трилиони јуани.
Од перспектива на индустрискиот развој, кинеската индустрија за водородна енергија е сè уште во рана фаза на развој. Во процесот на примена, демонстрација и промоција на водородната енергија, недоволното снабдување и високата цена на водородот за енергија отсекогаш претставувале тежок проблем што го ограничува развојот на кинеската индустрија за водородна енергија. Како основна алка во снабдувањето со водород, проблемите со високата цена на производот франко фабрика и високите трошоци за складирање и транспорт на водородот од возилата се сè уште истакнати.
Затоа, Кина итно треба да ја забрза иновацијата, популаризацијата и примената на технологијата за производство на водород со ниска цена, да ја подобри економичноста на демонстративната примена со намалување на трошоците за снабдување со водородна енергија, да ја поддржи демонстративната примена на возила со горивни ќелии во голем обем, а потоа да го поттикне развојот на целата индустрија за водородна енергија.
Високата цена на водородот е истакнат проблем во развојот на кинеската индустрија за водородна енергија
Кина е голема земја што произведува водород. Производството на водород е дистрибуирано во петрохемиската, хемиската, коксинг и други индустрии. Поголемиот дел од произведениот водород се користи како меѓупроизвод за рафинирање на нафта, синтетички амонијак, метанол и други хемиски производи. Според статистиката на Кинеската алијанса за водородна енергија, моменталното производство на водород во Кина е околу 33 милиони тони, главно од јаглен, природен гас и други фосилни горива и прочистување на индустриски нуспроизводи од гас. Меѓу нив, производството на водород од јаглен е 21,34 милиони тони, што претставува 63,5%. Потоа следуваат индустриските нуспроизводи од водород и производството на водород од природен гас, со производство од 7,08 милиони тони и 4,6 милиони тони, соодветно. Производството на водород со електролиза на вода е релативно мало, околу 500.000 тони.
Иако процесот на индустриско производство на водород е зрел, индустрискиот синџир е завршен, а набавката е релативно погодна, снабдувањето со енергетски водород сè уште се соочува со големи предизвици. Повисоките трошоци за суровини и трошоците за транспорт за производство на водород доведуваат до повисока цена за испорака на водород на терминалот. За да се реализира популаризација и примена на технологијата за водородна енергија во голем обем, клучот е да се пробие тесното грло на високите трошоци за набавка на водород и трошоците за транспорт. Меѓу постојните методи за производство на водород, цената на производството на јаглен водород е ниска, но нивото на емисии на јаглерод е високо. Трошоците за потрошувачка на енергија за производство на водород со електролиза на вода во големите индустрии се високи.
Дури и со ниска потрошувачка на електрична енергија, трошоците за производство на водород се повеќе од 20 јуани/кг. Ниската цена и ниското ниво на емисии на јаглерод од производството на водород од напуштање на обновливите извори на енергија е важна насока за добивање водород во иднина. Во моментов, технологијата постепено е зрела, но локацијата за набавка е релативно оддалечена, трошоците за транспорт се многу високи и нема сценарио за промоција и примена. Од перспектива на составот на трошоците за водород, 30 ~ 45% од цената на енергетскиот водород е цената на транспортот и полнењето на водородот. Постоечката технологија за транспорт на водород базирана на гасен водород под висок притисок има помал обем на транспорт со едно возило, слаба економска вредност на транспортот на долги растојанија, а технологиите за складирање и транспорт во цврста состојба и течен водород не се зрели. Аутсорсингот на гасен водород во станиците за полнење со водород е сè уште главниот начин.
Во тековната спецификација за управување, водородот сè уште е наведен како управување со опасни хемикалии. Големото индустриско производство на водород треба да влезе во паркот на хемиската индустрија. Големото производство на водород не се совпаѓа со побарувачката за водород за децентрализирани возила, што резултира со високи цени на водородот. Итно е потребна високо интегрирана технологија за производство и полнење гориво на водород за да се постигне пробив. Нивото на цените на производството на водород на природен гас е разумно, што може да оствари големо и стабилно снабдување. Затоа, во области со релативно изобилство на природен гас, интегрираната станица за производство и полнење гориво на водород базирана на природен гас е изводлива опција за снабдување со водород и реален пат за промовирање на станицата за полнење гориво на водород за да се намалат трошоците и да се реши тешкиот проблем со полнење гориво во некои области. Во моментов, во светот има околу 237 интегрирани станици за производство на водород монтирани на лизгалка, што претставува околу 1/3 од вкупниот број на странски станици за полнење гориво на водород. Меѓу нив, Јапонија, Европа, Северна Америка и други региони широко го усвојуваат режимот на работа на интегрираната станица за производство и полнење гориво на станицата. Во однос на домашната ситуација, Фошан, Вејфанг, Датонг, Жангџакоу и други места почнаа да истражуваат пилот-изградба и работа на интегрирани станици за производство и полнење гориво на водород. Може да се предвиди дека по пробивот во политиките и регулативите за управување со водород и производство на водород, интегрираната станица за производство и полнење гориво на водород ќе биде реален избор за комерцијално работење на станицата за полнење гориво на водород.
Искуство во иновации, популаризација и примена на технологијата за производство на водород на Ally Hi-Tech
Како водечко претпријатие во областа на производство на водород во Кина, Ally Hi-Tech се фокусира на истражување и развој на нови енергетски решенија и напредни технологии за производство на водород од своето основање повеќе од 20 години. Во областите на технологија за производство на водород од природен гас во мал обем, технологија за производство на метанол водород со каталитичка оксидација, технологија за производство на водород со електролиза на вода на висока температура, технологија за производство на водород со распаѓање на амонијак, технологија за синтетички амонијак во мал обем, конвертор на метанол од голем мономер, интегриран систем за производство и хидрогенизација на водород, технологија за насочно прочистување на водород во возила, направени се многу откритија во најсовремените технички области како што се наведени погоре.
Продолжете да промовирате технолошки иновации во производството на водород.
„Али Хај-Тек“ отсекогаш го зема производството на водород како јадро на својот бизнис и продолжува да спроведува технолошки иновации во производството на водород, како што се конверзија на метанол, реформирање на природен гас и PSA насочено прочистување на водород. Меѓу нив, еден сет опрема за производство на водород за конверзија на метанол, независно развиена и дизајнирана од компанијата, има капацитет за производство на водород од 20000 Nm³/h. Максималниот притисок достигнува 3,3Mpa, достигнувајќи меѓународно напредно ниво, со предности како ниска потрошувачка на енергија, безбедност и сигурност, едноставен процес, без надзор и така натаму; Компанијата направи пробив во технологијата за производство на водород со реформирање на природен гас (SMR метод).
Технологијата за реформирање на размена на топлина е усвоена, а капацитетот за производство на водород од еден сет опрема е до 30000 Nm³/h. Максималниот притисок може да достигне 3,0 MPa, со што инвестициските трошоци се значително намалени, а потрошувачката на енергија на природниот гас е намалена за 33%; Во однос на технологијата за насочено прочистување на водород со адсорпција на притисок (PSA), компанијата разви различни комплетни сетови технологии за прочистување на водород, а капацитетот за производство на водород од еден сет опрема е 100000 Nm³/h. Максималниот притисок е 5,0 MPa. Има карактеристики на висок степен на автоматизација, едноставно работење, добра екологија и долг работен век. Широко се користи во областа на индустриската сепарација на гасови.
Слика 1: Комплет опрема за производство H2 од Ally Hi-Tech
Внимание се посветува на развојот и промоцијата на производи од серијата водородна енергија.
Додека спроведува иновации во технологијата за производство на водород и развој на производи, Ally Hi-Tech посветува внимание на проширување на развојот на производи во областа на горивни ќелии со водород низводно, активно го промовира истражувањето и развојот и примената на катализатори, адсорбенти, контролни вентили, модуларна опрема за производство на мали водород и систем за напојување со горивни ќелии со долг век на траење, и енергично ја промовира технологијата и опремата на интегрирано производство на водород и хидрогенизација. Во однос на промоцијата на производите, професионалната квалификација на инженерскиот дизајн на Ally Hi-Tech е сеопфатна. Таа е посветена на обезбедување производи и услуги за едношалтерски решенија за енергија на водород, а примената на пазарот на производи се промовира брзо.
Постигнати се пробиви во примената на опремата за производство на водород.
Во моментов, „Али Хај-Тек“ има изградено повеќе од 620 комплети опрема за производство и прочистување на водород. Меѓу нив, „Али Хај-Тек“ има промовирано повеќе од 300 комплети опрема за производство на метанол водород, повеќе од 100 комплети опрема за производство на водород од природен гас и повеќе од 130 комплети опрема за големи PSA проекти, а има преземено и голем број проекти за производство на водород од национална тематика.
„Али Хај-Тек“ соработуваше со познати компании во земјата и странство, како што се „Синопек“, „ПетроКина“, „Жонгтаи Кемикал“, „Плуг Пауер Инк. Америка“, „Ер Ликвид Франс“, „Линде Германија“, „Праксаир Америка“, „Иватани Јапонија“, „БП“ и така натаму. Таа е еден од комплетните добавувачи на услуги за опрема со најголема понуда во областа на мала и средна опрема за производство на водород во светот. Во моментов, опремата за производство на водород „Али Хај-Тек“ е извезена во 16 земји и региони, како што се САД, Јапонија, Јужна Кореја, Индија, Малезија, Филипините, Пакистан, Мјанмар, Тајланд и Јужна Африка. Во 2019 година, интегрираната опрема за производство на водород од природен гас од трета генерација на „Али Хај-Тек“ беше извезена во „Американ Плуг Пауер Инк.“, која беше дизајнирана и произведена во целосна согласност со американските стандарди, создавајќи преседан за извоз на опрема за производство на водород од природен гас во Кина во САД.
Слика 2. Интегрирана опрема за производство и хидрогенизација на водород извезена од Ally Hi-Tech во Соединетите Американски Држави
Изградба на прва серија на интегрирана станица за производство на водород и хидрогенизација.
Со оглед на практичните проблеми на нестабилните извори и високите цени на водородот за енергија, „Али Хај-Тек“ е посветена на промовирање на примената на високо интегрирана технологија за производство на водород и користење на постојниот зрел систем за снабдување со метанол, мрежа на цевководи за природен гас, бензински пумпи за CNG и LNG за реконструкција и проширување на интегрираната станица за производство и полнење гориво на водород. Во септември 2021 година, првата домашна интегрирана станица за производство и хидрогенизација на водород на природен гас според општиот договор на „Али Хај-Тек“ беше пуштена во употреба на хидрогенациската станица Фошан гас Нанжуанг.
Станицата е дизајнирана со еден сет од единици за производство на водород за реформирање на природен гас од 1000 кг/ден и еден сет од единици за производство на водород за електролиза на вода од 100 кг/ден, со капацитет за надворешна хидрогенизација од 1000 кг/ден. Тоа е типична интегрирана хидрогенациска станица „производство на водород + компресија + складирање + полнење“. Таа е водечка во примената на еколошка технологија за широка промена на температурата и насочно ко-прочистување во индустријата, што ја подобрува ефикасноста на производството на водород за 3% и ефикасно ја намалува потрошувачката на енергија за производство на водород. Станицата има висока интеграција, мала површина на подот и високо интегрирана опрема за производство на водород.
Производството на водород во станицата ги намалува врските за транспорт на водород и трошоците за складирање и транспорт на водород, што директно ги намалува трошоците за потрошувачка на водород. Станицата има резервирано надворешен интерфејс, кој може да полни долги цевни приколки и да служи како матична станица за обезбедување извор на водород за околните хидрогенациски станици, формирајќи регионална интегрирана станица за хидрогенизација. Покрај тоа, оваа интегрирана станица за производство и хидрогенизација на водород може да се реконструира и прошири врз основа на постојниот систем за дистрибуција на метанол, мрежата на цевководи за природен гас и други објекти, како и бензински пумпи и пумпи за полнење CNG и LNG, што е лесно за промоција и имплементација.
Слика 3 Интегрирана станица за производство и хидрогенизација на водород во Нанжуанг, Фошан, Гуангдонг
Активно ги води иновациите во индустријата, промоцијата и примената, како и меѓународните размени и соработка.
Како клучно високотехнолошко претпријатие на националната програма „Факел“, ново претпријатие за демонстрација на економијата во покраината Сечуан и специјализирано и специјално ново претпријатие во покраината Сечуан, „Али Хај-Тек“ активно ги предводи индустриските иновации и промовира меѓународна размена и соработка. Од 2005 година, „Али Хај-Тек“ последователно обезбедува технологија и опрема за производство на водород во главните национални проекти за горивни ќелии 863 - станица за полнење водород Шангај Антинг, станица за полнење водород на Олимписките игри во Пекинг и станица за полнење водород на Светскиот експо во Шангај, и ги обезбеди сите проекти за станици за производство на водород во кинескиот центар за лансирање во вселената со високи стандарди.
Како член на националниот Комитет за стандардизација на водородната енергија, Ally Hi-Tech активно учествуваше во изградбата на систем за стандардизација на водородната енергија дома и во странство, го водеше изготвувањето на еден национален стандард за водородна енергија и учествуваше во формулирањето на седум национални стандарди и еден меѓународен стандард. Во исто време, Ally Hi-Tech активно промовираше меѓународна размена и соработка, ја основа Chengchuan Technology Co., Ltd. во Јапонија, разви нова генерација на технологија за производство на водород, технологија за когенерација на SOFC и сродни производи, и оствари соработка со компании во САД, Германија и Јапонија во областа на новата технологија за производство на водород со електролиза на вода и технологијата за синтетички амонијак во мал обем. Со 45 патенти од Кина, САД и Европската Унија, Ally Hi-Tech е типично претпријатие базирано на технологија и ориентирано кон извоз.
Предлог за политика
Според горенаведената анализа, врз основа на иновациите во технологијата за производство на водород, Ally Hi-Tech направи пробив во развојот на опрема за производство на водород, промоцијата и примената на опремата за производство на водород, изградбата и работењето на интегрирана станица за производство и полнење гориво на водород, што е од големо значење за независната технолошка иновација на Кина во областа на водородната енергија и намалувањето на трошоците за потрошувачка на енергија од водород. За да се обезбеди и подобри снабдувањето со водородна енергија, да се забрза изградбата на безбедна, стабилна и ефикасна мрежа за снабдување со водородна енергија и да се изгради чист, нискојаглероден и нискобуџетен диверзифициран систем за производство на водород, Кина треба да ги зајакне иновациите во технологијата за производство на водород и развојот на производи, да ги пробие ограничувањата на политиките и регулативите и да охрабри нова опрема и модели со пазарен потенцијал да се испробаат први. Со понатамошно подобрување на политиките за поддршка и оптимизирање на индустриската средина, ние ќе ѝ помогнеме на кинеската индустрија за водородна енергија да се развива со висок квалитет и силно да ја поддржиме зелената трансформација на енергијата.
Подобрување на системот на политики во индустријата за водородна енергија.
Во моментов, објавени се „стратешки политики за позиционирање и поддршка на индустријата за водородна енергија“, но специфичната насока на развој на индустријата за водородна енергија не е прецизирана. За да се скршат институционалните пречки и политичките тесни грла на индустрискиот развој, Кина треба да ги зајакне иновациите во политиките, да формулира совршени норми за управување со водородната енергија, да ги разјасни процесите на управување и институциите за управување со подготовка, складирање, транспорт и полнење, како и да ги спроведе одговорностите на одговорниот оддел за надзор на безбедноста. Да се придржува до моделот на демонстративна апликација што го поттикнува индустрискиот развој и сеопфатно да се промовира разновидниот демонстративен развој на водородната енергија во транспортот, складирањето на енергија, дистрибуираната енергија и така натаму.
Изградете систем за снабдување со водородна енергија според локалните услови.
Локалните самоуправи треба сеопфатно да го разгледаат капацитетот за снабдување со водородна енергија, индустриската основа и пазарниот простор во регионот, врз основа на предностите на постојните и потенцијалните ресурси, да изберат соодветни методи за производство на водород според локалните услови, да извршат изградба на гарантиран капацитет за снабдување со водородна енергија, да дадат приоритет на употребата на индустриски нуспроизвод водород и да се фокусираат на развој на производство на водород од обновлива енергија. Да ги охрабрат квалификуваните региони да соработуваат преку повеќе канали за да изградат нискојаглероден, безбеден, стабилен и економичен локален систем за снабдување со водородна енергија за да се задоволи побарувачката за снабдување со големи извори на водород.
Зголемување на технолошките иновации на опремата за производство на водород.
Фокус на промовирање на истражување и развој, производство и индустриска примена на клучна опрема за прочистување на водород и производство на водород, и изградба на висококвалитетен технолошки систем за развој на производи за опрема за енергија на водород, потпирајќи се на поволни претпријатија во индустрискиот синџир. Поддршка на водечките претпријатија во областа на производството на водород да ја преземат водечката улога, поставување на иновативни платформи како што се индустриски иновациски центар, истражувачки центар за инженерство, центар за технолошки иновации и центар за иновации во производството, справување со клучните проблеми на опремата за производство на водород, поддршка на „специјализирани и специјални нови“ мали и средни претпријатија да учествуваат во истражувањето и развојот на заеднички технологии за опрема за производство на водород и развивање на голем број претпријатија со еден шампион со силна независна способност за основна технологија.
Зајакнување на политичката поддршка за интегрирано производство на водород и станици за хидрогенизација.
Планот истакнува дека за да се истражат нови модели како што се водородните станици што интегрираат производство, складирање и хидрогенизација на водород во станицата, треба да ги пробиеме политичките ограничувања за изградба на интегрирани станици од корен. Да се воведе национален закон за енергетика што е можно поскоро за да се утврди енергетскиот атрибут на водородот од горното ниво. Да се пробијат ограничувањата за изградба на интегрирани станици, да се промовира интегрирано производство на водород и станици за хидрогенизација и да се спроведе пилот-демонстрација на изградбата и работењето на интегрирани станици во економски развиени области со богати ресурси на природен гас. Да се обезбедат финансиски субвенции за изградба и работење на интегрирани станици што ги исполнуваат барањата на стандардите за економија на цените и емисии на јаглерод, да се поддржат релевантните водечки претпријатија да аплицираат за национални „специјализирани и специјални нови“ претпријатија и да се подобрат безбедносните технички спецификации и стандарди на интегрираните станици за производство на водород и хидрогенизација.
Активно спроведувајте демонстрација и промоција на нови бизнис модели.
Поттикнување на иновации во бизнис моделот во форма на интегрирано производство на водород во станици, сеопфатни станици за снабдување со енергија за нафта, водород и електрична енергија и координирано работење на „водород, возила и станици“. Во области со голем број возила со горивни ќелии и висок притисок врз снабдувањето со водород, ќе истражиме интегрирани станици за производство и хидрогенизација на водород од природен гас и ќе поттикнеме области со разумни цени на природен гас и демонстративно работење на возила со горивни ќелии. Во области со изобилство на ветерни и хидроенергетски ресурси и сценарија за примена на водородна енергија, изградба на интегрирани станици за производство и хидрогенизација на водород со обновлива енергија, постепено проширување на демонстративната скала, формирање на реплицирачко и популаризирано искуство и забрзување на намалувањето на јаглеродот и трошоците за енергија од водород.
(Автор: истражувачки тим за идна индустрија на Информативниот консултативен центар „Јивеи Жијуан“ во Пекинг)
Време на објавување: 29 септември 2022 година
